Проектирование привода ленточного транспортера при наличие червячного редуктора с нижним расположением червяка

Введение

Целью данной работы является разработка технического проекта привода ленточного транспортера, отличительной особенностью которого является наличие червячного редуктора с нижним расположением червяка. В проекте выполнен расчет привода, выбран электродвигатель, рассчитана червячная передача, спроектированы валы редуктора, подобраны и проверены подшипники качения и элементы соединений. Разработана конструкция редуктора и рабочие чертежи основных деталей. 1 КИНЕМАТИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ ПРИВОДА Устанавливаем общий коэффициент полезного действия (КПД) привода ηприв по формуле , где КПД редуктора; - КПД муфты; - КПД пары подшипников. КПД редуктора определяем по формуле , , где - КПД закрытой червячной передачи. Мощность на приводном валу барабана определяем по формуле Pб= Ft∙ v , где Ft=6,0 кН - окружное сила; v=1 м/сек - окружная скорость барабана. Pб= 5,7∙1,0=5,7 кВт=5700 Вт. Частоту вращения барабана определяем по формуле: где Dб=250 мм=0,25 м - диаметр барабана. мин-1. Определяем требуемую мощность электродвигателя Pдв по формуле = 5,7/0,791= 7,2 кВт. В общем машиностроении для привода машин обычно используют трехфазные асинхронные электродвигатели с короткозамкнутым ротором единой серии 4А (ГОСТ 19523-81) или АИР (ТУ 16-525.564-84). Эти электродвигатели отличаются простотой конструкции (обмотка ротора замыкается в самом двигателе, что позволяет включать их в сеть без дополнительных устройств) и надежностью в эксплуатации. Электродвигатели характеризуются номинальной мощностью Рном, которую они могут обеспечивать в течение длительного времени не нагреваясь и номинальной частотой вращения ротора под нагрузкой nном, которая меньше синхронной частоты вращения ротора nс из-за скольжения. Синхронная частота вращения ротора nс определяется числом пар полюсов p обмотки статора. Для двигателей массового применения синхронная частота вращения nс=3000, 1500,1000, 750 об/мин. В каталогах электродвигателей для каждой номинальной мощности Рном и синхронной частоты вращения nс приводят номинальную частоту вращения nном, которые в дальнейшем используются при расчетах. Выбор электродвигателя производят на основании условия Рном ≥ Pдв . Электродвигатели с nс = 3000 об/мин (из-за существенного увеличения общего передаточного отношения привода, а следовательно увеличения его сложности и стоимости) и nс = 750 об/мин (электродвигатели имеют большую массу и габариты) не рекомендуется применять без наличия соответствующих обоснований. Мы в курсовом проекте будем использовать электродвигатели с короткозамкнутым ротором единой серии АИР (ТУ 16-525.564-84). В большинстве случаев можно подобрать несколько электродвигателей требуемой мощности, с разными скоростями вращения. Выбранные из каталога данные по электродвигателям приведены в таблице 1.1. Передаточное число привода для каждого варианта электродвигателя: , где =76,43 об/мин – частота вращения барабана. Таблица 1.1- Данные электродвигателей Обозначение электродвигателя Мощность P , кВт nэд. ном., об/мин uприв 1 АИР132S4 7,5 1440 18,84 2 АИР132М6 7,5 960 12,56 Для червячных передач рекомендуется использовать следующий диапазон значений передаточных чисел =16…50. Примем, что тип производства редукторов - серийное производство. При серийном производстве передаточные числа червячных передач должны быть приняты согласно ГОСТ 2144-76 “Передачи червячные цилиндрические. Основные параметры” (таблица 1.2) Таблица 1.2 –Передаточные числа червячных передач Ряды Номинальные передаточные числа червячных передач по ГОСТ 2144-76 1 ряд 8; 10; 12,5; 16;20; 25; 31,5; 40; 50; 63; 80 2 ряд 9; 11,2; 14; 18; 22,4; 28; 35,5; 45; 56; 71 Примечание. 1-ый ряд предпочтителен 2-ому Принимаем для дальнейших расчетов передаточные число для червячной передачи uчп=20 (из 1-го ряда). С учетом изложенного окончательно для использования выбираем электродвигатель: Тип – АИР132S4; Исполнение- IM1081; Мощность Рном =7,5 кВт; Синхронная частота вращения nс =1500 об/мин; Номинальная частота вращения nном =1440 об/мин; Пусковой момент Тп/Тн=2,2; Диаметр выходного конца вала электродвигателя dэ=38 мм. Уточним КПД червячной передачи по формуле: =0,=0,81. Так как рассчитанное КПД червячной передачи приблизительно соответствует КПД червячной передачи, принятой при выборе электродвигателя, а сам электродвигатель выбран с запасом, то необходимость в уточнении КПД привода и определения требуемой мощности электродвигателя отсутствует. Обозначим валы привода следующим образом: 1 - вал электродвигателя; 2 - быстроходный вал редуктора; 3 - тихоходный вал редуктора 4 - вал барабана ленточного конвейера. Определяем мощности на валах: а) вал 1 P1= Pном= 7500 Вт; б) вал 2 P2 = P1 ∙ηм=7500∙0,99=7425 Вт; в) вал 3 = 7425∙0,81∙0,995 = 5984,2 Вт; г) вал 4 = 5984,2∙0,99∙0,995 = 5894,7 Вт; Определяем угловые скорости (частоты вращения) валов: а) вал 1 n1 = 1440 об/мин; ω1 = π∙n1/30 = 3,14∙1440/30=150,72 рад/сек; б) вал 2 n2 = n1 = 1440 об/мин; ω2 = ω1 = 150,72 рад/сек; в) вал 3 n3 = n2 / uчп = 1440/20=72 об/мин; ω3 = ω2 / uчп = 150,72 /20=7,54 рад/сек; г) вал 4 n4 = n3 = 72 об/мин; ω4 = ω3 = 7,54 рад/сек. Определяем вращающие моменты на валах: а) вал 4 = 5894,7 /7,54 = 781,79 Н·м; б) вал 3 = 5984,2 /7,54 = 793,66 Н·м; в) вал 2 = 7425/150,72= 49,26 Н·м; г) вал 1 = 7500/150,72=49,76 Н·м. Результаты расчета привода сводим в табл. 1.3. Таблица 1.3 Основные параметры привода Вал Частота вращения n (об/мин) Угловая скорость (рад/с) Мощность Р (Вт) Крутящий момент Т (Н∙м) Передаточное число Вал двигателя 1440 150,72 7500 49,76 uчп = 20 Быстроходный вал редуктора 1440 150,72 7425 49,26 Тихоходный вал редуктора 72 7,54 1174,8 793,66 Приводной вал барабана 72 7,54 1157,3 781,79